Système d'analyse phénotypique des plantes domestiques

PhénoWAtch système d'analyse phénotypique des plantes à haut débit

Basé surCapteur à planteSystème mobile d'imagerie phénotypique des plantes de haute précision conçu par idea

Le système d'analyse phénotypique des plantes à haut débit phénowatch, qui intègre en profondeur des unités d'imagerie lidar, hyperspectrale, thermique infrarouge, multispectrale et RGB, peut être déplacé intelligemment dans différentes zones de mesure, numériser automatiquement les cultures à des valeurs prédéfinies, générer des images tridimensionnelles contenant des informations multispectrales, effectuer l'identification individuelle des plantes de la colonie, la séparation des feuilles de la tige d'une plante, l'acquisition précise de paramètres phénotypiques tels que la hauteur de la plante, la taille, la longueur, la largeur des feuilles, l'inclinaison des feuilles, la surface des feuilles, la tulipe, la transmittance de la Couronne, le calcul de l'indice de végétation en combinaison avec les caractéristiques spectrales et l'analyse statistique de la température

1. PhenoWatchSystème matériel

Matériel pour phenowatch système d'analyse phénotypique des plantes à haut débit, principalement en 3DUnités d'imagerie, serres ou plates - formes mobiles sur le terrain.

Unité d'imagerie 3D (Sensor Box)

En basModule de nuage de points: lidar avec compensateur Biaxial et capteur d'altitude, et fonction de mesure angulaire, étalonnage horizontal de chaque balayage, compensation automatique de l'équipement sur le terrain, réalisation de balayages plus précis et plus éloignés, acquisition de nuages de points dans l'espace végétal, modélisation 3D, permettant finalement l'extraction de paramètres de population végétale et de paramètres morphophénotypiques d'une seule plante.

En basModule d'imagerie thermique infrarouge: caméra thermique externe pour la vision industrielle, équipée d'un détecteur infrarouge à oxyde de vanadium non refroidi, CCD d'imagerie thermique infrarouge de haute précision, capable de générer des images thermiques de 640 x 480 pixels, avecPlus élevéQualité d'image, affichage visuel des valeurs linéaires de la température roi, profil de température.

En basModule d'imagerie hyperspectrale: chaque pixel de l'image enregistre les caractéristiques spectrales des informations sur la composition chimique, la qualité, la couleur, etc. de son point d'échantillon correspondant pour l'analyse qualitative et quantitative de la biomasse des plantes.

En basModule d'imagerie multispectrale: avec des images spectrales à cinq canaux (bleu, vert, rouge, NiR, rededge) comme source de données, l'information spectrale est fournie pour les nuages de points spatiaux tridimensionnels par fusion appariée de l'image avec des nuages de points, ce qui permet finalement le calcul de l'indice de végétation en trois dimensions.

En basModule d'imagerie RGB: caméra RGB haute résolution qui fusionne les images couleur avec les nuages de points pour garantir la restauration des couleurs réalistes des plantes tout en obtenant des images 3D de haute précision.

Plateforme mobile

Selon l'environnement du site, la taille et la structure de la plate - forme mobile peuvent être conçues de manière flexible:

lPlusieurs scénarios s'appliquent, peuvent être combinés avec la structure de serre existante, les étagères de culture des plantes pour la conception, peuvent être utilisés dans la serre ou dans la nature;

lLe degré élevé de personnalisation des dimensions de la plate - forme mobile, la conception flexible selon les conditions d'installation, la portée peut être supérieure à 10 m, la hauteur peut être supérieure à 5 m, la longueur du rail de guidage peut être supérieure à 1000 m;

lLe degré d'automatisation est élevé, la direction de déplacement de la grande voiture sur le rail de guidage est l'axe X, l'axe de déplacement de la boîte Sensor sur la traverse est l'axe Y, l'axe de réglage de la boîte Sensor dans la direction verticale est l'axe Z, peut réaliser le contrôle automatique des Trois axes X, y, Z, peut positionner le mouvement par coordonnées spatiales, peut être déplacé par une distance définie;

lLa zone de couverture est large, peut être une conception à grande portée, ou peut être une conception à plusieurs travées, c'est - à - dire un portique, qui peut être scanné entre les parcelles Multi - monopoles;

lDiverses manières, peut être la conception de la structure de porte, la conception de la structure de type chariot céleste, ou la conception de type chariot;

lHaute précision de positionnement, protection contre les limites multiples, haute sécurité.

Phenowatch - GF Field Dragon rack système d'imagerie phénotypique des plantes

Phenowatch - GH Greenhouse skycar système d'imagerie phénotypique des plantes

Phenowatch - MB système d'imagerie phénotypique des plantes à portique de serre

Phenowatch - MB Field version mobile système d'imagerie phénotypique des plantes

Phenowatch phyto rack Edition système d'imagerie phénotypique des plantes

2. Système logiciel phenowatch

Les données de nuage de points 3D des cultures et les informations d'image acquises par le système phenowatch permettent la fusion de données et la modélisation 3D via le logiciel phenowatch, l'extraction de données sur les cultures collectives, l'obtention de paramètres de population tels que la tulipe, la transmittance de la canopée, l'indice de végétation et D'autres; Basé sur un algorithme d’apprentissage en profondeur – le modèle faster - rcnn, qui identifie l’emplacement des racines d’une seule plante, complète la Division de la population en une seule plante en utilisant la méthode de croissance traditionnelle, puis effectue la segmentation tige - feuille de la plante, il existe deux méthodes de segmentation tige - feuille intégrées au logiciel: la segmentation tige - feuille basée sur la croissance régionale et la segmentation tige - feuille basée sur la méthode Voxel.

La segmentation des feuilles de la tige est basée sur la méthode de croissance régionale pour identifier et segmenter les tiges et les différentes feuilles d'une seule plante, la segmentation des feuilles de la tige est basée sur l'apprentissage en profondeur pour identifier et segmenter les tiges et les différentes feuilles d'une seule plante, puis les différentes feuilles et Le tronc pour générer un fichier de nuage de points indépendant et ajuster les surfaces et les lignes de squelette des feuilles et du tronc pour calculer à son tour les paramètres phénotypiques tels que la hauteur de la plante, la largeur de la plante, la longueur des feuilles, la largeur des feuilles, l'inclinaison des feuilles et la

Le logiciel de phenowatch est un système logiciel spécialisé dans l'extraction de paramètres phénotypiques 3D pour les cultures,NouveauLa version du logiciel phenowatch intègre des technologies de réseaux neuronaux et des algorithmes d'apprentissage profond qui améliorent considérablement la précision du traitement de la segmentation des plantes et des feuilles. Le logiciel utilise le traitement parallèle et l'accélération GPU pour accélérer encore le traitement des données dans les nuages de points massifs. Le logiciel dispose d'un algorithme de segmentation des plantes individuelles et de segmentation des tiges et des feuilles qui répond aux besoins des chercheurs en Génotype - Phénotype des cultures pour l'extraction des paramètres morphologiques des cultures à différentes échelles. En outre, nous offrons des services de développement de modules de traitement de données personnalisés.

Le logiciel d'analyse phenowatch traite les processus de données du nuage de points:

Phytoskeleton 3D à 2D projection & Curve fit Algorithm phytoskeleton 2D à 3D projection & Curve fit Algorithm

Analyse et extraction de lignes de squelette de plante

3. Paramètres de mesure

En basParamètres de groupe:

lModèle numérique d'élévation dem: C'est - à - dire l'expression numérique de la morphologie de surface du terrain.

lModèle numérique de surface DSM: désigne un modèle d'élévation du sol qui intègre des hauteurs telles que les bâtiments de surface, les ponts et la végétation.

lModèle de hauteur de canopée CHM: soustraire le modèle d'élévation numérique du modèle de surface numérique pour obtenir le modèle de hauteur de canopée.

lCanopy cover: projection verticale des cultures en pourcentage de la superficie du grand champ.

lTransmittance de la lumière de la canopée: C'est - à - dire la proportion de lumière solaire incidente qui peut être reçue sur les feuilles de différentes hauteurs de la culture.

lIndice de végétation de nuages de points 3D:

NDVI 3D, TVI 3D, RVI 3D, DVI 3D 等。

lIndice de végétation 2D:

2D NDVI, 2D TVI, 2D RVI, 2D DVI 等。

lStatistiques de l'indice de végétation: statistiques de l'indice de végétation multispectral, telles que la moyenne,grandValeur, minimum, etc.

lDegré de verdure des plantes: Seuil personnalisé reflétant le degré de verdure des plantes

lAnalyse infrarouge thermique: température de chaque pixel de l'image, température de la canopée végétale (unité d'imagerie infrarouge thermique)

lDéclaration des paramètres phénotypiques de la population statistique, hauteur, canopée, surface projetée, rapport de hauteur de canopée et volume de chaque plante, et statistiques des données:

En basParamètres phénotypiques d'une seule plante:

lHauteurlLa Couronne lZone de projection lRatio de hauteur de couronne

lVolume lNombre de feuilleslSuperficie totale des feuilles lLongueur des feuilles

lLargeur des feuilles lInclinaison des feuilles lZone des feuilles lLargeur du tronc

lExporter le rapport des paramètres phénotypiques d'une seule plante:

4. Fonction extensible puissante

Le système peut étendre le module d'imagerie en option pour plus de fonctionnalités en fonction de différents besoins de recherche

Modules optionnels1: caméra multispectrale pour plantes

La gamme de bande de 400 - 900nm, 5 bandes, couvrant le rouge, vert, bleu, proche infrarouge, bord rouge, peut effectuer le calcul de l'indice Multi - plantation NDVI et d'autres, pour répondre à l'application de la recherche multispectrale sur les cultures.

Le module multispectral permet d'obtenir la distribution de la chlorophylle, NDVI、 Modèle de surface numérique, images RGB

Indice de végétation multispectrale analyse par imagerie NDVI indice de végétation multispectrale analyse par imagerie DVI indice de végétation multispectrale analyse par imagerie sr

Modules optionnels2: module d'imagerie thermique infrarouge

Le module d'imagerie infrarouge thermique intègre un détecteur infrarouge à oxyde de vanadium (Vox) non refroidi capable de générer des images thermiques de 640 x 480 pixels, ce qui rend les images thermiques plus précises; Livré avec une option de fenêtre infrarouge haute vitesse; Affichage clair d'une différence de température de 50 MK; Objectif intégré à 25° avec mise au point électrique et autofocus. Le logiciel d'analyse a la thermométrie de point, la thermométrie de ligne, la thermométrie de zone elliptique, la thermométrie de zone rectangulaire, ainsi que ses fonctions statistiques de température maximale, moyenne, fonction Delta, tout en enregistrant des informations telles que le taux de rayonnement, la température atmosphérique, la température optique extérieure, l'humidité relative, etc. pour atteindre le but d'obtenir des informations utiles pour les cartes d'imagerie thermique.

Analyse ponctuelle par imagerie thermique infrarouge analyse isotherme par imagerie thermique infrarouge

Analyse des données d'imagerie thermique infrarouge

Modules optionnels3: module d'imagerie hyperspectrale

Configurez le module d'imagerie hyperspectrale, le système d'imagerie hyperspectrale combine la spectroscopie visible proche infrarouge (vnir ou NIR) avec l'imagerie haute résolution, en utilisant la technologie d'imagerie pushbroom (pushbroom) pour l'acquisition spectrale ligne par ligne sur toute la bande de l'échantillon en mouvement ou sur l'échantillon au repos en mouvement et La génération synchrone d'images, l'acquisition de données quantitatives sur la composition chimique de l'échantillon ainsi que des détails tels que la distribution spatiale, chaque pixel de l'image enregistre les caractéristiques spectrales de l'information sur la composition chimique, la qualité, la couleur, etc. de son point d'échantillon correspondant pour une analyse qualitative et quantitative de l'

Imagerie hyperspectrale et analyse de courbes hyperspectrales

Hyperspectrale - surveillance du flétrissement des feuilles de blé

5. Principaux paramètres techniques:

6. Cas d'application

Résultats des mesures lidar de populations de plants de maïs

Identification d'une seule plante de maïs au sein d'une population

Identification et mesure des feuilles individuelles au sein de la plante

Imagerie de distribution pour la mesure de la couverture du couvert végétal

Indice de végétation des cultures imagerie 2D et affichage des données

Crop vegetation index vue 3D en fausses couleurs

Lieu d'origine: société olan, Israël